Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 12: Determination of liquid and plastic limits

This document specifies methods for the determination of the liquid and plastic limits of a soil. These comprise two of the Atterberg limits for soils. The liquid limit is the water content at which a soil changes from the liquid to the plastic state. This document describes the determination of the liquid limit of a specimen of natural soil, or of a specimen of soil from which material larger than about 0,4 mm has been removed. This document describes two methods: the fall cone method and the Casagrande method. NOTE The fall cone method in this document should not be confused with that of ISO 17892‑6. The plastic limit of a soil is the water content at which a soil ceases to be plastic when dried further. The determination of the plastic limit is normally made in conjunction with the determination of the liquid limit. It is recognized that the results of the test are subject to the judgement of the operator, and that some variability in results will occur.

Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 12: Détermination des limites de liquidité et de plasticité

Le présent document spécifie les méthodes de détermination des limites de liquidité et de plasticité d'un sol. Celles-ci constituent deux des limites d'Atterberg applicables aux sols. La limite de liquidité est la teneur en eau à laquelle un sol passe de l'état liquide à l'état plastique. Le présent document décrit la détermination de la limite de liquidité d'un échantillon de sol naturel, ou d'un échantillon de sol duquel les matériaux de dimension supérieure à 0,4 mm ont été retirés. Ce document décrit deux méthodes: la méthode du cône tombant et la méthode de Casagrande. NOTE La méthode du cône tombant dans ce document ne devrait pas être confondue avec celle de la norme ISO 17892‑6. La limite de plasticité d'un sol est la teneur en eau à laquelle ce sol cesse d'être plastique lorsque l'on continue à le sécher. La détermination de la limite de plasticité est normalement faite en parallèle avec celle de la limite de liquidité. Il est reconnu que les résultats de l'essai sont sujets à l'appréciation de l'opérateur, et qu'une certaine dispersion des résultats pourra se produire.

General Information

Status
Published
Publication Date
05-Jun-2018
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
06-Jun-2018
Completion Date
06-Jun-2018
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ISO 17892-12:2018 - Geotechnical investigation and testing -- Laboratory testing of soil
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17892-12
First edition
2018-06
Geotechnical investigation and
testing — Laboratory testing of soil —
Part 12:
Determination of liquid and plastic
limits
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur
les sols —
Partie 12: Détermination des limites de liquidité et de plasticité
Reference number
ISO 17892-12:2018(E)
ISO 2018
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ISO 17892-12:2018(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Published in Switzerland
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ISO 17892-12:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Fall cone method ................................................................................................................................................................................... 3

4.3 Casagrande method ............................................................................................................................................................................ 5

4.4 Plastic limit equipment .................................................................................................................................................................... 6

5 Test procedure ........................................................................................................................................................................................................ 7

5.1 Choice of liquid limit method ..................................................................................................................................................... 7

5.2 Specimen preparation ...................................................................................................................................................................... 7

5.3 Determination of liquid limit by the fall cone method ......................................................................................... 8

5.4 Determination of liquid limit by the Casagrande method ..............................................................................10

5.5 Determination of plastic limit .................................................................................................................................................12

6 Test results ...............................................................................................................................................................................................................13

6.1 Proportion of sample smaller than 0,4 mm ................................................................................................................13

6.2 Liquid limit by the fall cone method ..................................................................................................................................13

6.3 Liquid limit by the Casagrande method .........................................................................................................................15

6.4 Plastic limit ..............................................................................................................................................................................................15

6.5 Plasticity index .....................................................................................................................................................................................16

7 Test report ................................................................................................................................................................................................................16

7.1 Mandatory reporting ......................................................................................................................................................................16

7.2 Optional reporting ............................................................................................................................................................................16

Annex A (normative) Calibration, maintenance and checks ....................................................................................................18

Annex B (normative) Additional parameters ...........................................................................................................................................25

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................27

© ISO 2018 – All rights reserved iii
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ISO 17892-12:2018(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www .iso .org/iso/foreword .html.

This document was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical

Committee CEN/TC 341 Geotechnical investigation and testing, in collaboration with ISO Technical

Committee TC 182, Geotechnics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between

ISO and CEN (Vienna Agreement).

This first edition of ISO 17892-12 cancels and replaces ISO/TS 17892-12:2004, which has been

technically revised. It also incorporates ISO/TS 17892-12:2004/Cor.1:2006.
A list of all the parts in the ISO 17892 series can be found on the ISO website.
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ISO 17892-12:2018(E)
Introduction

This document covers areas in the international field of geotechnical engineering never previously

standardised internationally. It is intended that this document presents broad good practice and

significant differences with national documents is not anticipated. It is based on international practice

(see Reference [1]).
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17892-12:2018(E)
Geotechnical investigation and testing — Laboratory
testing of soil —
Part 12:
Determination of liquid and plastic limits
1 Scope

This document specifies methods for the determination of the liquid and plastic limits of a soil. These

comprise two of the Atterberg limits for soils.

The liquid limit is the water content at which a soil changes from the liquid to the plastic state.

This document describes the determination of the liquid limit of a specimen of natural soil, or of

a specimen of soil from which material larger than about 0,4 mm has been removed. This document

describes two methods: the fall cone method and the Casagrande method.

NOTE The fall cone method in this document should not be confused with that of ISO 17892-6.

The plastic limit of a soil is the water content at which a soil ceases to be plastic when dried further.

The determination of the plastic limit is normally made in conjunction with the determination of the

liquid limit. It is recognized that the results of the test are subject to the judgement of the operator, and

that some variability in results will occur.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 3310-1, Test sieves — Technical requirements and testing — Part 1: Test sieves of metal wire cloth

ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of soil — Part 1:

Identification and description

ISO 17892-1, Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 1: Determination

of water content
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply. ISO and IEC maintain

terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at https: //www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
3.1
liquid limit

water content at which a soil passes from the liquid to the plastic state, as determined by the liquid

limit test
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ISO 17892-12:2018(E)
3.2
plastic limit

water content at which a specimen ceases to be plastic when dried further, as determined by the plastic

limit test
3.3
plasticity index
numerical difference between the liquid limit and the plastic limit of a soil
3.4
non plastic soil

soil which has a plasticity index of zero or one for which the plastic limit cannot be determined

4 Apparatus
4.1 General

See also Annex A for more manufacturing tolerances (where appropriate), calibration, maintenance and

checks on the equipment.
4.1.1 Balance.

The balance shall have an accuracy of 0,01 g or 0,1 % of the weighed mass whichever value is the greater.

4.1.2 Test specimen containers.

Test specimen containers shall be made of a material that does not change mass as a result of repeated

drying cycles. Glass, porcelain and corrosion-resistant metals have been found to be suitable. Containers

shall have a capacity large enough to hold the mass of sample to be dried without spillage, but should

not be so large that the mass of the empty container is significantly in excess of that of the specimen.

Containers used for plastic limit determinations shall have close fitting lids.
4.1.3 Water.

Water should be distilled, de-ionized or demineralized. Where distilled is referred to in this document,

the terms are interchangeable.
4.1.4 Ancillary apparatus.
4.1.4.1 Spatulas.
4.1.4.2 Spray bottle (preferably of plastic).
4.1.4.3 Evaporating dishes.
4.1.4.4 Sieves complying with ISO 3310-1.
4.1.4.5 Flat mixing plate, for example glass.
4.1.4.6 Metal straightedge about 100 mm long.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-12:2018(E)
4.2 Fall cone method
4.2.1 Fall cone apparatus.

4.2.1.1 The fall cone apparatus is shown schematically in Figure 1. It shall permit the cone to be

held firmly initially and to be released instantaneously to fall freely in a vertical direction into the soil

specimen.
Key
1 vertical adjustment mechanism
2 penetration measurement device
3 fall cone
4 lock/release button
5 specimen cup
Figure 1 — Schematic of a fall cone apparatus

4.2.1.2 The fall cone apparatus shall have a vertical adjustment mechanism which allows the cone to

be raised or lowered and adjusted so that the tip of the cone just touches the surface of the specimen

before the cone is released.

4.2.1.3 The fall cone apparatus shall be equipped with a method of measuring the penetration of the

cone into the specimen after release to a resolution of 0,1 mm (or better), within the range 5 mm to

20 mm if the 60 g/60° cone is used, or within the range 10 mm to 30 mm if the 80 g/30° cone is used.

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ISO 17892-12:2018(E)
4.2.2 Cones.
4.2.2.1 A typical cone is shown schematically in Figure 2.
Key
1 cone
2 shaft
3 cone tip
a deviation from the geometrical tip at manufacturing
b maximum tip wear
h height of the conical tip
β tip angle
Figure 2 — Example of liquid limit fall cone penetrometer (60° cone)

4.2.2.2 Either a 60 g/60° cone or a 80 g/30° cone complying with the requirements of Table 1 may be

used as it has been shown that both cones give essentially the same value for the liquid limit. Other cone

devices may be adopted provided they can be shown to give comparable results to those obtained from

the tests described herein.

Table 1 — Set of fall cones — Typical manufacturing specifications for masses and dimensions

Mass of cone plus shaft g 60 ± 0,06 80 ± 0,08
Tip angle β ° 60 ± 0,2 30 ± 0,2
Height of the cone tip h mm ≥20 ≥30
The deviation a from the geometrical tip at manufacturing mm <0,1 <0,1

4.2.2.3 The cone shall be manufactured of or coated with a corrosion resistant material such as

stainless steel or chromium, and should have smooth polished surfaces with an average roughness Ra of

less than 0,8 μm as a manufacturing specification. The cone surface has to remain smooth with use, and

should be replaced if the smooth surface is noticeably damaged.
4.2.2.4 The maximum wear b shall be less than 0,3 mm (see Figure 2).
4.2.3 Sample cup.

The sample cup shall be made of non-corrodible and rigid material, spherical or cylindrical in shape. If

cylindrical, it shall have a base parallel to the rim with a diameter of at least 50 mm and a depth of at

least 25 mm if the 60 g/60° cone is used and a depth of at least 40 mm if the 80 g/30° cone is used.

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ISO 17892-12:2018(E)
4.2.4 Timing device.
A clock or stop-watch, or similar, capable of being read to the nearest 1 s.
4.3 Casagrande method
4.3.1 Casagrande apparatus.

The Casagrande apparatus is shown schematically in Figure 3. The apparatus consists of a specimen cup

which is raised by a cam and then dropped a specified distance onto a base. The device may be operated

by either a hand crank or electric motor. Dimensions, manufacturing specifications and tolerances are

included in Annex A. A Casagrande apparatus and grooving tool in accordance with other specifications

may be adopted provided it can be shown to give comparable results.
Key
1 specimen cup (= bowl)
2 hanger
3 carriage with pin
4 cam (turned by handle or motor)
5 base
6 rubber feet
7 point of contact
Figure 3 — Schematic of the Casagrande apparatus
4.3.2 Base and rubber feet.

The base and feet shall be made of rubber complying with the requirements of Table 2. The feet

supporting the base, are designed to provide isolation of the base from the work surface.

Table 2 — Base and feet — Rubber requirements
Hardness of the feet Hardness of the base Resilience of the base
Shore A value Resilience (rebound value)
Shore D value of at least 80
between 62 and 65 between S = 0,80 and S = 0,90
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ISO 17892-12:2018(E)

Measurement of hardness (Shore A and Shore D) and resilience S is defined in A.3.7.5.

4.3.3 Specimen Cup.

The specimen cup should be made of brass or stainless steel. The shape of the cup shall be a segment of

a sphere. Dimensions, manufacturing specifications and tolerances are included in Annex A.

The cup should not be polished. The surface has to remain smooth with use, and should be replaced if

the smooth surface is noticeably damaged.
4.3.4 Cam.

The cam shall raise the cup smoothly and continuously to its maximum height, by increasing the radius

of the cam over at least 180° of cam rotation. The final portion of the cam shall be shaped so that the cup

does not develop an upward or downward velocity when the cam follower leaves the cam. A logarithmic

spiral design has been found to be satisfactory.
4.3.5 Carriage.

The carriage is constructed in a way that allows convenient but secure adjustment of the 10 mm height-

of-drop of the cup.
4.3.6 Motor drive (optional).

The apparatus may be equipped with a motor to turn the cam and if used shall operate at 2 ± 0,25

revolutions per second. The motor shall be isolated from the rest of the device by rubber mounts or in

some other way that prevents vibration from the motor being transmitted to the rest of the apparatus.

4.3.7 Grooving tool.

A flat or curved tool made of plastic or non-corroding-metal. The grooving tool shall have a bevelled tip

(see Annex A). The design of the tool may vary as long as the essential dimensions are maintained. The

tool may, but need not incorporate the gauge for adjusting the height-of-drop of the liquid limit device.

4.4 Plastic limit equipment
4.4.1 Mixing plate.

The mixing plate shall be flat, clean and smooth, and should be free from significant scratches which

affect the behaviour during rolling of the threads. A glass plate of about 10 mm thick and 300 mm

square has been found to be convenient.
4.4.2 Rod or gauge.

Either a rod with a diameter between 3 mm and 3,5 mm, or a gauge with an opening of the same size,

shall be used.
6 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-12:2018(E)
5 Test procedure
5.1 Choice of liquid limit method

Two independent test methods are included in this document for the determination of the liquid limit.

The fall cone method provides results with higher repeatability, and is the preferred method. However,

there is a long history of use of the Casagrande method and its use is equally permitted.

NOTE 1 The two methods are known to give a difference in results. Experience has shown that the liquid limit

determined by the fall cone and the Casagrande apparatus are in general agreement at a w of around 30 % to

40 %. At higher values of w , the Casagrande apparatus generally gives slightly greater values of liquid limit. At

lower values of w , the Casagrande apparatus generally gives slightly smaller values of liquid limit.

For both liquid limit methods either a four-point test, or a one-point test, may be used. The four-point

test is described here and is preferred. However the one-point method may be appropriate in soils

whose plasticity is well understood and for which robust correlation factors have been established.

NOTE 2 In the four point liquid limit method the test is carried out at four different water contents whereas in

the one point method the test is carried out at a single water content.

The choice of test method to be used shall be agreed with the client and reported.

5.2 Specimen preparation

5.2.1 Whenever possible the tests shall be carried out on soil from its natural state. About 200 g of soil

finer than 0,4 mm is required for the determination of the liquid limit by either method. Sieves with an

aperture of 0,425 mm or an aperture of 0,400 mm are acceptable for removing the coarser material.

NOTE Where, further in this document, a 0,4 mm or nearest sieve is mentioned, sieves with an aperture of

0,425 mm or an aperture of 0,400 mm, are acceptable.

Soils should not normally be oven-dried before testing, but if this is necessary it shall be reported.

For soils that are susceptible to oxidation when exposed to air, the tests should either be determined

immediately after extrusion, or if done at a later time, the specimen shall be sealed until the test is

performed.

5.2.2 If the sample does not include material larger than about 0,4 mm, go to 5.2.8.

5.2.3 If the sample includes material larger than about 0,4 mm, this coarser fraction should be removed

as in 5.2.4 to 5.2.7.

5.2.4 Determine the water content (w) of a representative specimen of the original sample according

to ISO 17892-1.

5.2.5 Weigh a representative specimen of undried soil that will give at least 200 g of soil passing a

0,4 mm or nearest sieve. Weigh this representative specimen of undried soil to 0,1 % of its mass or 0,01 g,

whichever is the greater (m ).

5.2.6 If the fraction larger than 0,4 mm consists of a small number of discrete coarse particles, these

may be removed by hand, dried at 105 °C to 110 °C and weighed (m ).

5.2.7 If the coarse fraction cannot readily be removed by hand, the particles shall be removed using the

wet separation method as follows.

5.2.7.1 Place the specimen in a container and add just enough distilled water to cover it, and then stir

until it forms a slurry.
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ISO 17892-12:2018(E)

5.2.7.2 Pour the slurry through a 0,4 mm or nearest sieve. A larger aperture guard sieve may be used

to protect this sieve. Wash the material retained on the sieve with a minimum amount of distilled water

until the water passing the 0,4 mm or nearest sieve is virtually clear. Retain all material passing the

0,4 mm or nearest sieve.

5.2.7.3 Dry the material retained on the 0,4 mm or nearest sieve and any guard sieve used at 105 °C to

110 °C. Weigh this dried material with an accuracy equal to 0,1 % of its mass or 0,01 g, whichever is the

greater (m ).
5.2.7.4 Allow the collected washings to settle and pour off any clear water.

5.2.7.5 The remaining suspension may be partially dried in a current of warm air, or in an oven at not

more than 50 °C, until it becomes a firm paste. Local drying shall be prevented at the surface or edges by

repeated stirring.

5.2.8 Remould the specimen of natural soil, hand-picked soil or sieved soil thoroughly to break down

the structure of the soil, adding or removing water as necessary to adjust the consistency of the resulting

remoulded paste to bring it into the range required of the test.

5.2.9 Remoulding should be carried out by hand using spatulas to mix the sample on the mixing plate,

and should be continued until the consistency of the specimen ceases to change. This may take up to

40 min. Avoid air bubbles being mixed into the specimen while remoulding it.

5.2.10 If a significant quantity of water needs to be added to the specimen to achieve the desired

consistency of remoulded paste, allow the specimen to equilibrate with the water for a minimum of 4 h

(taking care not to let the specimen dry in air). High plasticity soils may require up to 24 h.

5.2.11 If a significant quantity of water needs to be removed from the specimen to achieve the desired

consistency of remoulded paste, spread the whole specimen on a plate or evaporating dish and allow it to

slowly air dry, or to dry under a gentle stream of warm air. Localized drying shall be avoided by repeated

remixing of the soil.

5.2.12 The liquid limit should be determined as soon as possible after remoulding.

5.3 Determination of liquid limit by the fall cone method

5.3.1 Place portions of the prepared remoulded paste into a clean and dry cup with a spatula, taking

care not to trap air. Strike off excess soil with a straightedge to give a smooth level surface.

NOTE The liquid limit is influenced by trapping of air bubbles when remoulding or placing the paste into the

cup, or insufficient remoulding.

5.3.2 Lock the penetration cone in the raised position. Lower the supporting assembly so that the tip

of the cone just touches the surface of the soil. When the cone is in the correct position a slight movement

of the cup will just mark the soil surface.

5.3.3 Lock the penetration cone in position and either zero the depth penetration measuring device, or

record the initial position of the cone shaft to the nearest 0,1 mm.

5.3.4 Release the penetration cone and let it settle for a period of 5 s ± 1 s. If the apparatus is not fitted

with a locking device, care shall be taken not to jerk the apparatus during this operation.

5.3.5 Record the depth of penetration of the cone after 5 s ± 1 s to the nearest 0,1 mm.

8 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 17892-12:2018(E)

5.3.6 Calculate the depth of penetration of the cone as the difference between the initial and final

position of the cone shaft. Check that the depth of penetration is within the required range for the type

of cone in use as given in Table 3 and as shown in Figure 4. If the penetration is outside the required

range, repeat from 5.2.8 adding or removing a little water as necessary to adjust the consistency of the

remoulded paste.

5.3.7 If the depth of penetration is within the required range, lift the cone out and clean it, being careful

to avoid scratching its surface.

5.3.8 Add a little more remoulded paste to the cup, taking care not to trap air, level the surface as in

5.3.1 and repeat 5.3.2 to 5.3.7 until the difference between two successive readings is less than the value

in Table 3.
Table 3 — Cone penetration requirements
Type of cone 60 g/60° 80 g/30°
Allowable cone penetration range 7 mm to 15 mm 15 mm to 25 mm
Liquid limit (w ) determined at a penetration depth of 10 mm 20 mm
Maximum difference between two successive readings 0,4 mm 0,5 mm
a) 60 g/60° cone b) 80 g/30° cone
Key
1 initial position before fall
2 minimum penetration
3 penetration corresponding to w
4 maximum penetration
Figure 4 — Penetration range in a liquid limit fall cone test

5.3.9 Remove a specimen of minimum mass of 15 g of the remoulded paste from the zone penetrated by

the cone, and determine the water content according to ISO 17892-1 (allowing a smaller mass to be used).

5.3.10 Remove the remaining remoulded paste from the cup and add it to the rest of the remoulded

paste on the plate. Adjust the water content by a small amount, and thoroughly remix the sample with

the spatula to ensure uniform distribution of the water.
© ISO 2018 – All rights reserved 9
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ISO 17892-12:2018(E)

5.3.11 Repeat 5.3.1 to 5.3.10 to give at least four test points at different water contents. The four points

shall all be within the range specified in Table 3, and with at least one point above and at least one point

below the penetration depth corresponding to the liquid limit. The four or more test points should be

roughly evenly spaced across the penetration range in Table 3.

5.3.12 The water content of the specimen should not be alternately increased and reduced but either

increased or reduced in stages.

NOTE It is normally more practicable to carry out the test going from the drier condition to the wetter

condition in continuously increasing water contents although going from the wetter to the drier condition is also

acceptable.

5.3.13 If at any time during the above procedure the soil has to be left for a while it shall be covered with

the evaporating dish or a da
...

Deleted:
ISO/TC 182/SC
Date: 2018‐06‐01
Deleted: 2018
ISO 17892-12:2019(F)
Deleted:
ISO/TC 182/SC /GT
Secrétariat: BSI
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur
les sols — Partie 12: Détermination des limites de liquidité et de
plasticité

Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 12: Determination of liquid

and plastic limits
Deleted: ¶
Type du document: Norme internationale
Sous‐type du document:
Stade du document: (60) Publication
Langue du document: F

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ISO 17892-12:2019(F)
Notice de droit d'auteur

Ce document de l'ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d'auteur de

l'ISO. Sauf autorisé par les lois en matière de droits d'auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce

projet ISO ne peut être reproduite, enregistrée dans un système d'extraction ou transmise sous

quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie,

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ISO 17892-12:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... 5  Field Code Changed

Field Code Changed

Introduction ..................................................................................................................................................................... 6

Deleted: 1

1 Domaine d'application ................................................................................................................................... 1

Deleted: 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

Deleted: 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 1

Deleted: 2

4 Appareillage ...................................................................................................................................................... 2

4.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 2

Deleted: 2

4.2 Méthode du cône tombant ............................................................................................................................ 3

Deleted: 3

4.3 Méthode de Casagrande ................................................................................................................................ 5

Field Code Changed

4.4 Appareillage pour la détermination de la limite de plasticité ........................................................ 6

Deleted: 6

5 Procédure d’essai ............................................................................................................................................ 7

Deleted: 7

5.1 Choix de la méthode de détermination de la limite de liquidité .................................................... 7

Deleted: 7

5.2 Préparation de l’éprouvette ........................................................................................................................ 7

5.3 Détermination de la limite de liquidité par la méthode du cône tombant ................................. 9

Deleted: 7

5.4 Détermination de la limite de liquidité par la méthode de Casagrande ................................... 11

Deleted: 9

5.5 Détermination de la limite de plasticité ............................................................................................... 13

Deleted: 11

6 Résultats d’essais .......................................................................................................................................... 14

Deleted: 13

6.1 Proportion d’échantillon inférieur à 0,4 mm ..................................................................................... 14

Deleted: 14

6.2 Détermination de la limite de liquidité par la méthode du cône tombant .............................. 14

Deleted: 14

6.3 Détermination de la limite de liquidité par la méthode de Casagrande ................................... 15

6.4 Limite de plasticité ....................................................................................................................................... 16

Field Code Changed

6.5 Indice de plasticité ....................................................................................................................................... 16

Deleted: 15

7 Rapport d’essai .............................................................................................................................................. 17

Deleted: 16

7.1 Éléments devant figurer au rapport ...................................................................................................... 17

Deleted: 16

7.2 Éléments optionnels pouvant figurer au rapport ............................................................................. 18

Field Code Changed

Annexe A (Normative) Étalonnage, maintenance et contrôles ................................................................... 19

Field Code Changed

A.1 Dispositions générales ................................................................................................................................ 19

Field Code Changed
Field Code Changed

A.2 Conditions environnementales ............................................................................................................... 19

A.3 Appareillage ................................................................................................................................................... 19

A.3.1 Étuves ................................................................................................................................................................ 19

A.3.2 Thermomètres ............................................................................................................................................... 20

A.3.3 Balances ........................................................................................................................................................... 20

A.3.4 Tamis de séparation .................................................................................................................................... 20

A.3.5 Chronomètres ................................................................................................................................................ 20

A.3.6 Dispositif de détermination de la limite de liquidité à cône tombant ....................................... 20

A.3.6.1 Cône ................................................................................................................................................................... 20

A.3.6.2 Dispositif de mesure de la pénétration ................................................................................................ 21

Field Code Changed

A.3.7 Dispositif de détermination de la limite de liquidité de type « Casagrande » ........................ 21

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iii
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ISO 17892-12:2019(F)

A.3.7.1 Dimensions ..................................................................................................................................................... 21

A.3.7.2 Dimensions de la came ............................................................................................................................... 22

A.3.7.3 Outils à rainurer ........................................................................................................................................... 23

A.3.7.4 Vérifications quotidiennes ....................................................................................................................... 23

A.3.7.5 Vérifications annuelles .............................................................................................................................. 24

Field Code Changed

A.4 Appareillage pour la détermination de la limite de plasticité ..................................................... 26

Field Code Changed

Annexe B (Normative) Paramètres supplémentaires .................................................................................... 27

Field Code Changed

B.1 Paramètres supplémentaires .................................................................................................................. 27

B.1.1 Indice de liquidité ........................................................................................................................................ 27

B.1.2 Indice de consistance .................................................................................................................................. 27

B.1.3 Indice d’activité ............................................................................................................................................. 27

B.1.4 Teneur en eau de l’éprouvette passant à travers le tamis de 0,4 mm (ou de valeur

d’ouverture la plus proche) ...................................................................................................................... 28

Field Code Changed

B.2 Graphique de plasticité .............................................................................................................................. 28

Deleted: 29

Bibliographie ............................................................................................................................................................... 29

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---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17892-12:2019(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le

droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents Deleted:

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2

(voir www.iso.org/directives).
Deleted: www.iso.org/directives).

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet

de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour

responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails

concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés

lors de l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou sur la liste ISO des

déclarations de brevets reçues (voir www.iso.org/brevets). Deleted: www.iso.org/brevets).

Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour

information à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une

recommandation.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation

de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de

l’organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC),

voir le lien suivant: www.iso.org/iso/foreword.html. Deleted: :
www.iso.org/iso/foreword.html

Ce document a été élaboré par le comité technique du Comité européen de normalisation CEN/TC 341,

Reconnaissance et essais géotechniques, en collaboration avec le comité technique ISO TC 182,

Géotechniques, conformément à l’accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (accord de

Vienne).

Cette première édition de l’ISO 17892‐12 annule et remplace l’ISO/TS 17892‐12:2004, qui a été révisé Deleted:

techniquement. Elle intègre également l’ISO/TS 17892‐12:2004/Cor.1:2006.
Deleted: ‐
Deleted:

Une liste de toutes les parties de la série ISO 17892 est disponible sur le site web de l’ISO.

Deleted: ‐
Deleted:
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Deleted: ‐
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ISO 17892-12:2019(F)
Introduction

Le présent document couvre des sujets n’ayant jusqu’alors pas été normalisés au niveau international

dans le domaine de la géotechnique. L’objectif du document est de présenter la pratique généralement

appliquée et il n’est pas indiqué les différences significatives avec les documents nationaux. Il s’appuie

sur la pratique internationale (voir [1]). Deleted:
Deleted: ¶
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ISO 17892‐12:2019(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de
laboratoire sur les sols — Partie 12: Détermination des limites
de liquidité et de plasticité
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie les méthodes de détermination des limites de liquidité et de

plasticité d’un sol. Celles‐ci constituent deux des limites d’Atterberg applicables aux sols.

La limite de liquidité est la teneur en eau à laquelle un sol passe de l’état liquide à l’état plastique.

Le présent document décrit la détermination de la limite de liquidité d’un échantillon de sol naturel, ou

d’un échantillon de sol duquel les matériaux de dimension supérieure à 0,4 mm ont été retirés. Ce Deleted:

document décrit deux méthodes: la méthode du cône tombant et la méthode de Casagrande.

Deleted:
Deleted:

NOTE La méthode du cône tombant dans ce document ne devrait pas être confondue avec celle de la norme

ISO 17892‐6.
Deleted:
Deleted: ‐

La limite de plasticité d’un sol est la teneur en eau à laquelle ce sol cesse d’être plastique lorsque l’on

continue à le sécher.

La détermination de la limite de plasticité est normalement faite en parallèle avec celle de la limite de

liquidité. Il est reconnu que les résultats de l’essai sont sujets à l’appréciation de l’opérateur, et qu’une

certaine dispersion des résultats pourra se produire.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le

présent document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition

citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence

s’applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 3310‐1, Tamis de contrôle — Exigences techniques et vérifications — Partie 1: Tamis de contrôle en Deleted:

tissus métalliques
Deleted:
Deleted: : tamis

ISO 14688‐1, Reconnaissance et essais géotechniques — Identification et classification des sols — Partie 1:

Deleted: .
Identification et description
Deleted: Dénomination, description

ISO 17892‐1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 1:

Deleted: : dénomination
Détermination de la teneur en eau
Deleted: .
Deleted: : détermination
3 Termes et définitions
Deleted: .

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent. ISO et CEI

maintiennent des bases de données terminologiques pour l’utilisation en normalisation aux adresses

suivantes: Deleted:
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ISO 17892-12:2019(F)
— IEC Electropedia: disponible à http://www.electropedia.org/ Deleted: ‐
Deleted:
— ISO plateforme de consultation en ligne: disponible à https://www.iso.org/obp
Deleted: http://www.electropedia.org
Deleted: ‐
3.1
limite de liquidité
Deleted:
Deleted: https://www.iso.org/obp

teneur en eau à laquelle un sol passe d’un état liquide à un état plastique, déterminée par l’essai de

limite de liquidité Deleted: .
3.2
limite de plasticité

teneur en eau à laquelle un échantillon cesse d’être plastique lorsque l’on continue à le sécher,

déterminée par l’essai de limite de plasticité
Deleted: .
3.3
indice de plasticité

différence numérique entre la limite de liquidité et la limite de plasticité d’un sol Deleted: .

3.4
sol non plastique

sol qui a un indice de plasticité égal à zéro ou pour lequel la limite de plasticité ne peut pas être

déterminée Deleted: .
4 Appareillage
4.1 Généralités

Voir aussi l’Annexe A pour plus d’informations sur les tolérances de fabrication (le cas échéant),

Deleted:
l’étalonnage, la maintenance et les contrôles relatifs à l’appareillage.
4.1.1 Balance

La balance doit présenter une exactitude de 0,01 g ou 0,1 % de la masse pesée, la valeur la plus élevée

étant retenue.
4.1.2 Récipients pour éprouvette d’essai

Les récipients pour éprouvette d’essai doivent être constitués d’un matériau dont la masse ne change

pas sous l’effet de cycles de séchage répétés. Le verre, la porcelaine et les métaux résistants à la

corrosion se sont avérés adaptés. La capacité de récipients doit être suffisantes pour pouvoir contenir la

masse de l’échantillon à sécher sans perte ni déversement. La masse du récipient vide ne doit pas être

significativement supérieure à celle de l’éprouvette.
4.1.3 Eau

Il convient d’utiliser de l’eau distillée, déionisée ou déminéralisée. Lorsque le terme « distillée » est

utilisé dans ce document, ces différents termes sont interchangeables.
4.1.4 Appareillage accessoire
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ISO 17892-12:2019(F)
4.1.4.1 spatules;
4.1.4.2 pissette ou pulvérisateur d’eau (de préférence en plastique);
4.1.4.3 récipients d’évaporation ou cristallisoirs;
4.1.4.4 tamis conformes à la norme ISO 3310-1;
4.1.4.5 plaque de malaxage plane, par exemple en verre;
4.1.4.6 règle à araser métallique d’environ 100 mm de longueur
4.2 Méthode du cône tombant
4.2.1 Appareil du cône tombant

4.2.1.1 L’appareil du cône tombant est représenté schématiquement à la Figure 1. Il doit permettre

d’abord de maintenir fermement le cône puis de le libérer instantanément pour le laisser s’enfoncer

librement et verticalement dans l’éprouvette de sol.
Légende
1 mécanisme d’ajustement vertical
2 dispositif de mesure de l’enfoncement
3 cône tombant
4 bouton de blocage/ déblocage
5 récipient à éprouvette
Figure 1 — Schéma de l’appareil du cône tombant

4.2.1.2 L’appareil du cône tombant doit être doté d’un mécanisme d’ajustement vertical permettant

de relever ou d’abaisser et d’ajuster le cône de sorte que la pointe du cône soit simplement en contact

avec la surface de l’éprouvette avant que le cône ne soit libéré.

4.2.1.3 L’appareil du cône tombant doit être doté d’un moyen de mesure de la valeur de la

pénétration du cône dans le sol après libération, avec une résolution de 0,1 mm (ou avec une meilleure

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ISO 17892-12:2019(F)

résolution), dans l’intervalle de 5 mm à 20 mm si le cône de 60 g/60° est utilisé, ou dans l’intervalle de

10 mm à 30 mm si le cône de 80 g/30° est utilisé.
4.2.2 Cônes
4.2.2.1 Le schéma d’un cône type est représenté à la Figure 2. Deleted:
Deleted: sur
Deleted:
Légende
Deleted:
1 cône
Formatted: Font:
2 tige
3 pointe du cône
a écart à la fabrication par rapport à la géométrie théorique de la pointe
b usure maximale de la pointe
h hauteur de la partie conique de la pointe
β angle de la pointe

Figure 2 — Exemple de cône tombant permettant de déterminer la limite de liquidité (cône de

60 °)

4.2.2.2 Il est possible d’utiliser soit un cône de 60 g/60°, soit un cône de 80 g/30°, conforme aux

exigences du Tableau 1, ces deux modèles de cônes donnant essentiellement la même valeur de limite

de liquidité. D’autres dispositifs peuvent être adoptés à condition de prouver qu’ils donnent des

résultats comparables à ceux obtenus à partir des essais décrits ici.

Tableau 1 — Jeu de cônes tombants –Spécifications typiques de fabrication pour les masses et Deleted:

les dimensions
Deleted:
Deleted: ±
Masse du cône, tige comprise g 60 ± 0,06 80 ± 0,08
Deleted: ±
Angle de la pointe β ° 60 ± 0,2 30 ± 0,2
Deleted: ±
Hauteur de la pointe du cône h mm ≥ 20 ≥ 30
Deleted: ±

Ecart à la fabrication par rapport à la géométrie théorique de la pointe a mm < 0,1 < 0,1

Deleted:

4.2.2.3 Le cône doit être fabriqué ou revêtu avec un matériau résistant à la corrosion, comme de

Deleted:

l’acier inoxydable ou acier chromé Il convient que ce cône présente des surfaces lisses et polies, avec

Deleted:

une valeur de rugosité moyenne Ra inférieure à 0,8 μm à la fabrication. La surface du cône doit rester

Deleted:

lisse à l’usage et il convient de remplacer le cône si surface lisse est visuellement endommagée.

Deleted: and
4.2.2.4 L’usure maximale b doit être inférieure à 0,3 mm (voir Figure 2).
Deleted:
4.2.3 Récipient à éprouvette
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ISO 17892-12:2019(F)

Le récipient à échantillon doit être en matériau rigide et résistant à la corrosion, de forme sphérique ou

cylindrique. S’il est cylindrique, il doit présenter une base parallèle au bord supérieur avec un diamètre

d’au moins 50 mm et une profondeur d’au moins 25 mm si le cône de 60 g/60 ° est utilisé et une Deleted: /

profondeur d’au moins 40 mm si le cône de 80 g/30 ° est utilisé.
Deleted: /
4.2.4 Dispositif de chronométrage

Une horloge ou un chronomètre, ou un dispositif similaire, permettant une lecture à la seconde près.

4.3 Méthode de Casagrande
4.3.1 Appareil de Casagrande

L’appareil de Casagrande est présenté schématiquement à la Figure 3. L’appareil comporte une coupelle Deleted: dans

relevée par une came puis chutant d’une distance donnée sur un socle. L’appareil peut être actionné

manuellement par une manivelle ou au moyen d’un moteur électrique. Les dimensions, les

spécifications et les tolérances de fabrication sont données dans l’Annexe A. Un appareil de Casagrande Deleted:

et un outil à rainurer conforme avec d’autres spécifications peut être adopté à condition de démontrer

qu’il donne des résultats comparables. Deleted:
Deleted:
Formatted: Font:
Légende
1 coupelle
Deleted:
2 support de coupelle
3 goupille
4 came (actionnée manuellement ou par un moteur)
5 socle
6 pieds en caoutchouc
7 point de contact
Figure 3 — Schéma d’appareil de Casagrande
4.3.2 Socle et pieds en caoutchouc
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ISO 17892-12:2019(F)

Le socle et les pieds doivent être en caoutchouc conformément aux exigences du Tableau 2. Les pieds

soutenant le socle sont conçus pour isoler le socle de la surface de travail.
Moved down [1]: La mesure de la dureté
(Shore A et Shore D) et de la résilience S est
définie dans A.3.7.5¶
Tableau 2 — Socle et pieds — exigences applicables au caoutchouc
Dureté des pieds Dureté du socle Résilience du socle
Valeur Shore A comprise entre 62 Résilience (valeur de rebond) comprise
Valeur Shore D d’au moins 80
et 65 entre S = 0,80 et S = 0,90
Deleted: =

La mesure de la dureté (Shore A et Shore D) et de la résilience S est définie dans A.3.7.5 Deleted: =

Moved (insertion) [1]
4.3.3 Coupelle

Il convient que la coupelle soit en laiton ou en acier inoxydable. La coupelle doit avoir la forme d’une

portion de sphère. Les dimensions, les spécifications et les tolérances de fabrication sont donnée en

Annexe A. Deleted:

Il convient que la coupelle soit polie. La surface doit rester lisse à l’usage, et il convient de la remplacer

lorsque la surface lisse est visuellement endommagée.
4.3.4 Came

La came doit relever la coupelle sans à‐coup et de manière continue jusqu’à sa hauteur maximale, par

augmentation du rayon de la came sur au moins 180 ° de sa rotation. La partie finale de la came doit

présenter une forme telle que la coupelle ne développe pas de vitesse ascendante ou descendante

lorsque le support quitte la came. Une conception selon une spirale logarithmique a été jugée

satisfaisante.
4.3.5 Support

Le support est conçu de à permettre un réglage pratique et fiable des 10 mm de hauteur de chute de la Deleted:

coupelle.
4.3.6 Moteur d’entraînement (facultatif)

L’appareil peut être doté d’un moteur entraînant la came qui doit réaliser 2 ± 0,25 révolutions par

seconde. Le moteur doit être isolé du reste de l’appareil par des supports en caoutchouc ou de sorte à

éviter la transmission des vibrations du moteur aux autres composants de l’appareil.

4.3.7 Outil à rainurer

Outil plat ou incurvé en plastique ou en métal résistant à la corrosion. L’outil à rainurer doit être doté

d’une pointe biseautée (voir Annexe A). La conception de l’outil peut être variable dans la mesure où les

Deleted:

dimensions principales sont conservées. L’outil peut, sans que cela soit une nécessité, intégrer un étalon

permettant d’ajuster la hauteur de chute du dispositif de détermination de la limite de liquidité.

4.4 Appareillage pour la détermination de la limite de plasticité
4.4.1 Plaque de malaxage
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ISO 17892-12:2019(F)

La plaque de malaxage en verre doit être plane, propre et lisse, et il convient qu’elle soit exempte de

rayures profondes affectant le comportement lors de la formation des rouleaux. Une plaque carrée,

d’environ 10 mm d’épaisseur et 300 mm de côté convient.
4.4.2 Tige ou étalon

Une tige d’un diamètre compris entre 3 et 3,5 mm ou un étalon présentant une ouverture de même

dimension doit être utilisé.
5 Procédure d’essai
5.1 Choix de la méthode de détermination de la limite de liquidité

Deux méthodes d’essai sont abordées dans la présente norme pour la détermination de la limite de

liquidité. La méthode du cône tombant donne des résultats avec une plus grande répétabilité et

constitue la méthode à privilégier. Toutefois, compte tenu de son long historique d’utilisation plus

ancien, l’utilisation de la méthode de Casagrande est également autorisée.

NOTE 1 Les deux méthodes sont connues pour donner des résultats différents. L’expérience a montré que la

limite de liquidité déterminée par le cône tombant est en bon accord avec celle déterminée par la méthode de

Casagrande pour des valeurs de wL autour de 30 à 40 %. Pour des valeurs élevées de wL, l’appareil de Casagrande

donne généralement des valeurs légèrement supérieures de la limite de liquidité. Aux valeurs basses de wL,

l’appareil de Casagrande donne généralement des valeurs légèrement plus faibles de la limite de liquidité.

Pour les deux méthodes de détermination de la limite de liquidité, un essai en quatre points, ou un essai

en un point, peut être réalisé. L’essai en quatre points est décrit dans la présente norme et est à

privilégier. Toutefois, la méthode en un point peut être appropriée pour les sols dont la plasticité est

bien connue et pour lesquels des facteurs de correlation fiables ont été établis.

NOTE 2 Dans la méthode de détermination de la limite de liquidité en quatre points, l’essai est réalisé sur la

base de quatre teneurs en eau différentes, tandis que dans la méthode en un point, l’essai est réalisé sur la base

d’une seule teneur en eau.

Le choix de la méthode d’essai à employer doit être convenu avec le client et consigné.

5.2 Préparation de l’éprouvette

5.2.1 Autant que possible, les essais doivent être réalisés à partir du sol dans son état naturel. Environ

200 g de sol dont la granulométrie n’excède pas 0,4 mm sont nécessaires pour déterminer la limite de

liquidité, quelle que soit la méthode utilisée. Les tamis avec une ouverture de 0,425 mm ou de Deleted: employée

0,400 mm sont acceptables pour écrêter et éliminer la fraction plus grossière du matériau.

Deleted:
Deleted:

NOTE Lorsque dans ce document, un tamis de 0,400 mm ou approchant est mentionné, des tamis avec une

ouverture de 0,425 mm ou de 0,400 mm sont acceptables. Deleted:
Deleted:

Il convient que les sols ne soient pas séchés à l’étuve avant l’essai, mais si cela s’avérait nécessaire, alors

Deleted:
ce séchage devra être mentionné.

Pour les sols sujets à oxydation lorsqu’ils sont exposés à l’air, il convient que les essais soient réalisés

immédiatement après extrusion ou, s’ils sont réalisés ultérieurement, l’éprouv

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 17892-12
Première édition
2018-06
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais de laboratoire
sur les sols —
Partie 12:
Détermination des limites de liquidité
et de plasticité
Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil —
Part 12: Determination of liquid and plastic limits
Numéro de référence
ISO 17892-12:2018(F)
ISO 2018
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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ISO 17892-12:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 2

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Méthode du cône tombant ............................................................................................................................................................ 3

4.3 Méthode de Casagrande .................................................................................................................................................................. 5

4.4 Appareillage pour la détermination de la limite de plasticité ........................................................................ 6

5 Procédure d’essai ................................................................................................................................................................................................. 7

5.1 Choix de la méthode de détermination de la limite de liquidité .................................................................. 7

5.2 Préparation de l’éprouvette ......................................................................................................................................................... 7

5.3 Détermination de la limite de liquidité par la méthode du cône tombant .......................................... 8

5.4 Détermination de la limite de liquidité par la méthode de Casagrande .............................................11

5.5 Détermination de la limite de plasticité .........................................................................................................................13

6 Résultats d’essais ..............................................................................................................................................................................................14

6.1 Proportion d’échantillon inférieur à 0,4 mm .............................................................................................................14

6.2 Détermination de la limite de liquidité par la méthode du cône tombant .......................................14

6.3 Détermination de la limite de liquidité par la méthode de Casagrande .............................................16

6.4 Limite de plasticité ...........................................................................................................................................................................16

6.5 Indice de plasticité ............................................................................................................................................................................17

7 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................17

7.1 Éléments devant figurer au rapport ..................................................................................................................................17

7.2 Éléments optionnels pouvant figurer au rapport ..................................................................................................18

Annexe A (Normative) Étalonnage, maintenance et contrôles...............................................................................................19

Annexe B (Normative) Paramètres supplémentaires ......................................................................................................................26

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................28

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ISO 17892-12:2018(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de

brevets reçues (voir www .iso .org/brevets).

Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour

information à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation

de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’organisation

mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien

suivant: www .iso .org/iso/foreword .html.

Ce document a été élaboré par le comité technique du Comité européen de normalisation CEN/TC

341, Reconnaissance et essais géotechniques, en collaboration avec le comité technique ISO TC 182,

Géotechniques, conformément à l’accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (accord de

Vienne).

Cette première édition de l’ISO 17892-12 annule et remplace l’ISO/TS 17892-12:2004, qui a été révisé

techniquement. Elle intègre également l’ISO/TS 17892-12:2004/Cor.1:2006.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 17892 est disponible sur le site web de l’ISO.

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ISO 17892-12:2018(F)
Introduction

Le présent document couvre des sujets n’ayant jusqu’alors pas été normalisés au niveau international

dans le domaine de la géotechnique. L’objectif du document est de présenter la pratique généralement

appliquée et il n’est pas indiqué les différences significatives avec les documents nationaux. Il s’appuie

sur la pratique internationale (voir [1]).
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NORME INTERNATIONALE ISO 17892-12:2018(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de
laboratoire sur les sols —
Partie 12:
Détermination des limites de liquidité et de plasticité
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie les méthodes de détermination des limites de liquidité et de plasticité

d’un sol. Celles-ci constituent deux des limites d’Atterberg applicables aux sols.

La limite de liquidité est la teneur en eau à laquelle un sol passe de l’état liquide à l’état plastique.

Le présent document décrit la détermination de la limite de liquidité d’un échantillon de sol naturel,

ou d’un échantillon de sol duquel les matériaux de dimension supérieure à 0,4 mm ont été retirés. Ce

document décrit deux méthodes: la méthode du cône tombant et la méthode de Casagrande.

NOTE La méthode du cône tombant dans ce document ne devrait pas être confondue avec celle de la norme

ISO 17892-6.

La limite de plasticité d’un sol est la teneur en eau à laquelle ce sol cesse d’être plastique lorsque l’on

continue à le sécher.

La détermination de la limite de plasticité est normalement faite en parallèle avec celle de la limite de

liquidité. Il est reconnu que les résultats de l’essai sont sujets à l’appréciation de l’opérateur, et qu’une

certaine dispersion des résultats pourra se produire.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le

présent document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition

citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique

(y compris les éventuels amendements).

ISO 3310-1, Tamis de contrôle — Exigences techniques et vérifications — Partie 1: Tamis de contrôle en

tissus métalliques

ISO 14688-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Identification et classification des sols — Partie 1:

Identification et description

ISO 17892-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais de laboratoire sur les sols — Partie 1:

Détermination de la teneur en eau
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent. ISO et CEI

maintiennent des bases de données terminologiques pour l’utilisation en normalisation aux adresses

suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à http: //www .electropedia .org/

— ISO plateforme de consultation en ligne: disponible à https: //www .iso .org/obp

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ISO 17892-12:2018(F)
3.1
limite de liquidité

teneur en eau à laquelle un sol passe d’un état liquide à un état plastique, déterminée par l’essai de

limite de liquidité
3.2
limite de plasticité

teneur en eau à laquelle un échantillon cesse d’être plastique lorsque l’on continue à le sécher,

déterminée par l’essai de limite de plasticité
3.3
indice de plasticité

différence numérique entre la limite de liquidité et la limite de plasticité d’un sol

3.4
sol non plastique

sol qui a un indice de plasticité égal à zéro ou pour lequel la limite de plasticité ne peut pas être

déterminée
4 Appareillage
4.1 Généralités

Voir aussi l’Annexe A pour plus d’informations sur les tolérances de fabrication (le cas échéant),

l’étalonnage, la maintenance et les contrôles relatifs à l’appareillage.
4.1.1 Balance

La balance doit présenter une exactitude de 0,01 g ou 0,1 % de la masse pesée, la valeur la plus élevée

étant retenue.
4.1.2 Récipients pour éprouvette d’essai

Les récipients pour éprouvette d’essai doivent être constitués d’un matériau dont la masse ne change

pas sous l’effet de cycles de séchage répétés. Le verre, la porcelaine et les métaux résistants à la

corrosion se sont avérés adaptés. La capacité de récipients doit être suffisantes pour pouvoir contenir

la masse de l’échantillon à sécher sans perte ni déversement. La masse du récipient vide ne doit pas être

significativement supérieure à celle de l’éprouvette.
4.1.3 Eau

Il convient d’utiliser de l’eau distillée, déionisée ou déminéralisée. Lorsque le terme « distillée » est

utilisé dans ce document, ces différents termes sont interchangeables.
4.1.4 Appareillage accessoire
4.1.4.1 spatules;
4.1.4.2 pissette ou pulvérisateur d’eau (de préférence en plastique);
4.1.4.3 récipients d’évaporation ou cristallisoirs;
4.1.4.4 tamis conformes à la norme ISO 3310-1;
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4.1.4.5 plaque de malaxage plane, par exemple en verre;
4.1.4.6 règle à araser métallique d’environ 100 mm de longueur
4.2 Méthode du cône tombant
4.2.1 Appareil du cône tombant

4.2.1.1 L’appareil du cône tombant est représenté schématiquement à la Figure 1. Il doit permettre

d’abord de maintenir fermement le cône puis de le libérer instantanément pour le laisser s’enfoncer

librement et verticalement dans l’éprouvette de sol.
Légende
1 mécanisme d’ajustement vertical
2 dispositif de mesure de l’enfoncement
3 cône tombant
4 bouton de blocage/ déblocage
5 récipient à éprouvette
Figure 1 — Schéma de l’appareil du cône tombant

4.2.1.2 L’appareil du cône tombant doit être doté d’un mécanisme d’ajustement vertical permettant de

relever ou d’abaisser et d’ajuster le cône de sorte que la pointe du cône soit simplement en contact avec

la surface de l’éprouvette avant que le cône ne soit libéré.

4.2.1.3 L’appareil du cône tombant doit être doté d’un moyen de mesure de la valeur de la pénétration

du cône dans le sol après libération, avec une résolution de 0,1 mm (ou avec une meilleure résolution),

dans l’intervalle de 5 mm à 20 mm si le cône de 60 g/60° est utilisé, ou dans l’intervalle de 10 mm à

30 mm si le cône de 80 g/30° est utilisé.
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4.2.2 Cônes
4.2.2.1 Le schéma d’un cône type est représenté à la Figure 2.
Légende
1 cône
2 tige
3 pointe du cône
a écart à la fabrication par rapport à la géométrie théorique de la pointe
b usure maximale de la pointe
h hauteur de la partie conique de la pointe
β angle de la pointe

Figure 2 — Exemple de cône tombant permettant de déterminer la limite de liquidité (cône

de 60 °)

4.2.2.2 Il est possible d’utiliser soit un cône de 60 g/60°, soit un cône de 80 g/30°, conforme aux

exigences du Tableau 1, ces deux modèles de cônes donnant essentiellement la même valeur de limite

de liquidité. D’autres dispositifs peuvent être adoptés à condition de prouver qu’ils donnent des résultats

comparables à ceux obtenus à partir des essais décrits ici.

Tableau 1 — Jeu de cônes tombants –Spécifications typiques de fabrication pour les masses et

les dimensions
Masse du cône, tige comprise g 60 ± 0,06 80 ± 0,08
Angle de la pointe β ° 60 ± 0,2 30 ± 0,2
Hauteur de la pointe du cône h mm ≥ 20 ≥ 30

Ecart à la fabrication par rapport à la géométrie théorique de la pointe a mm < 0,1 < 0,1

4.2.2.3 Le cône doit être fabriqué ou revêtu avec un matériau résistant à la corrosion, comme de l’acier

inoxydable ou acier chromé Il convient que ce cône présente des surfaces lisses et polies, avec une valeur

de rugosité moyenne Ra inférieure à 0,8 μm à la fabrication. La surface du cône doit rester lisse à l’usage

et il convient de remplacer le cône si surface lisse est visuellement endommagée.

4.2.2.4 L’usure maximale b doit être inférieure à 0,3 mm (voir Figure 2).
4.2.3 Récipient à éprouvette

Le récipient à échantillon doit être en matériau rigide et résistant à la corrosion, de forme sphérique

ou cylindrique. S’il est cylindrique, il doit présenter une base parallèle au bord supérieur avec un

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diamètre d’au moins 50 mm et une profondeur d’au moins 25 mm si le cône de 60 g/60 ° est utilisé et

une profondeur d’au moins 40 mm si le cône de 80 g/30 ° est utilisé.
4.2.4 Dispositif de chronométrage

Une horloge ou un chronomètre, ou un dispositif similaire, permettant une lecture à la seconde près.

4.3 Méthode de Casagrande
4.3.1 Appareil de Casagrande

L’appareil de Casagrande est présenté schématiquement à la Figure 3. L’appareil comporte une coupelle

relevée par une came puis chutant d’une distance donnée sur un socle. L’appareil peut être actionné

manuellement par une manivelle ou au moyen d’un moteur électrique. Les dimensions, les spécifications

et les tolérances de fabrication sont données dans l’Annexe A. Un appareil de Casagrande et un outil à

rainurer conforme avec d’autres spécifications peut être adopté à condition de démontrer qu’il donne

des résultats comparables.
Légende
1 coupelle
2 support de coupelle
3 goupille
4 came (actionnée manuellement ou par un moteur)
5 socle
6 pieds en caoutchouc
7 point de contact
Figure 3 — Schéma d’appareil de Casagrande
4.3.2 Socle et pieds en caoutchouc

Le socle et les pieds doivent être en caoutchouc conformément aux exigences du Tableau 2. Les pieds

soutenant le socle sont conçus pour isoler le socle de la surface de travail.
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Tableau 2 — Socle et pieds — exigences applicables au caoutchouc
Dureté des pieds Dureté du socle Résilience du socle
Valeur Shore A comprise entre Résilience (valeur de rebond) comprise
Valeur Shore D d’au moins 80
62 et 65 entre S = 0,80 et S = 0,90

La mesure de la dureté (Shore A et Shore D) et de la résilience S est définie dans A.3.7.5

4.3.3 Coupelle

Il convient que la coupelle soit en laiton ou en acier inoxydable. La coupelle doit avoir la forme d’une

portion de sphère. Les dimensions, les spécifications et les tolérances de fabrication sont donnée en

Annexe A.

Il convient que la coupelle soit polie. La surface doit rester lisse à l’usage, et il convient de la remplacer

lorsque la surface lisse est visuellement endommagée.
4.3.4 Came

La came doit relever la coupelle sans à-coup et de manière continue jusqu’à sa hauteur maximale, par

augmentation du rayon de la came sur au moins 180 ° de sa rotation. La partie finale de la came doit

présenter une forme telle que la coupelle ne développe pas de vitesse ascendante ou descendante lorsque

le support quitte la came. Une conception selon une spirale logarithmique a été jugée satisfaisante.

4.3.5 Support

Le support est conçu de à permettre un réglage pratique et fiable des 10 mm de hauteur de chute de la

coupelle.
4.3.6 Moteur d’entraînement (facultatif)

L’appareil peut être doté d’un moteur entraînant la came qui doit réaliser 2 ± 0,25 révolutions par

seconde. Le moteur doit être isolé du reste de l’appareil par des supports en caoutchouc ou de sorte à

éviter la transmission des vibrations du moteur aux autres composants de l’appareil.

4.3.7 Outil à rainurer

Outil plat ou incurvé en plastique ou en métal résistant à la corrosion. L’outil à rainurer doit être doté

d’une pointe biseautée (voir Annexe A). La conception de l’outil peut être variable dans la mesure où les

dimensions principales sont conservées. L’outil peut, sans que cela soit une nécessité, intégrer un étalon

permettant d’ajuster la hauteur de chute du dispositif de détermination de la limite de liquidité.

4.4 Appareillage pour la détermination de la limite de plasticité
4.4.1 Plaque de malaxage

La plaque de malaxage en verre doit être plane, propre et lisse, et il convient qu’elle soit exempte de

rayures profondes affectant le comportement lors de la formation des rouleaux. Une plaque carrée,

d’environ 10 mm d’épaisseur et 300 mm de côté convient.
4.4.2 Tige ou étalon

Une tige d’un diamètre compris entre 3 et 3,5 mm ou un étalon présentant une ouverture de même

dimension doit être utilisé.
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5 Procédure d’essai
5.1 Choix de la méthode de détermination de la limite de liquidité

Deux méthodes d’essai sont abordées dans la présente norme pour la détermination de la limite

de liquidité. La méthode du cône tombant donne des résultats avec une plus grande répétabilité et

constitue la méthode à privilégier. Toutefois, compte tenu de son long historique d’utilisation plus

ancien, l’utilisation de la méthode de Casagrande est également autorisée.

NOTE 1 Les deux méthodes sont connues pour donner des résultats différents. L’expérience a montré que la

limite de liquidité déterminée par le cône tombant est en bon accord avec celle déterminée par la méthode de

Casagrande pour des valeurs de w autour de 30 à 40 %. Pour des valeurs élevées de w , l’appareil de Casagrande

L L

donne généralement des valeurs légèrement supérieures de la limite de liquidité. Aux valeurs basses de wL,

l’appareil de Casagrande donne généralement des valeurs légèrement plus faibles de la limite de liquidité.

Pour les deux méthodes de détermination de la limite de liquidité, un essai en quatre points, ou un

essai en un point, peut être réalisé. L’essai en quatre points est décrit dans la présente norme et est à

privilégier. Toutefois, la méthode en un point peut être appropriée pour les sols dont la plasticité est

bien connue et pour lesquels des facteurs de correlation fiables ont été établis.

NOTE 2 Dans la méthode de détermination de la limite de liquidité en quatre points, l’essai est réalisé sur la

base de quatre teneurs en eau différentes, tandis que dans la méthode en un point, l’essai est réalisé sur la base

d’une seule teneur en eau.

Le choix de la méthode d’essai à employer doit être convenu avec le client et consigné.

5.2 Préparation de l’éprouvette

5.2.1 Autant que possible, les essais doivent être réalisés à partir du sol dans son état naturel. Environ

200 g de sol dont la granulométrie n’excède pas 0,4 mm sont nécessaires pour déterminer la limite de

liquidité, quelle que soit la méthode utilisée. Les tamis avec une ouverture de 0,425 mm ou de 0,400 mm

sont acceptables pour écrêter et éliminer la fraction plus grossière du matériau.

NOTE Lorsque dans ce document, un tamis de 0,400 mm ou approchant est mentionné, des tamis avec une

ouverture de 0,425 mm ou de 0,400 mm sont acceptables.

Il convient que les sols ne soient pas séchés à l’étuve avant l’essai, mais si cela s’avérait nécessaire, alors

ce séchage devra être mentionné.

Pour les sols sujets à oxydation lorsqu’ils sont exposés à l’air, il convient que les essais soient

réalisés immédiatement après extrusion ou, s’ils sont réalisés ultérieurement, l’éprouvette doit être

hermétiquement fermée jusqu’à ce que l’essai soit réalisé.

5.2.2 Si l’échantillon ne comprend aucun matériau de dimensions supérieures à 0,4 mm environ, se

reporter à la section 5.2.8.

5.2.3 Si l’échantillon comprend des matériaux de dimensions supérieures à 0,4 mm environ, il convient

d’exclure ces matériaux de l’éprouvette soumise à l’essai, comme décrit en 5.2.4 à 5.2.7.

5.2.4 Déterminer la teneur en eau (w) d’une éprouvette représentative de l’échantillon original

conformément à ISO 17892-1.

5.2.5 Peser une éprouvette représentative de sol non séché, qui donnera au moins 200 g de sol passant

au tamis de 0,4 mm ou d’ouverture la plus proche. Cette éprouvette doit être pesée à 0,1 % de sa masse

ou à 0,01 g, la valeur la plus élevée étant retenue (m ).
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5.2.6 Si la fraction de matériau supérieur à 0,4 mm comprend un petit nombre de particules

grossières facilement séparables, ces particules peuvent être éliminées à la main, séchées à 105°C à

110°C et pesées (m ).

5.2.7 Si la fraction de matériau grossier ne peut pas être éliminée aisément à la main, les particules

doivent être éliminées par tamisage par voie humide comme indiqué ci-après.

5.2.7.1 Placer l’éprouvette dans un récipient et ajouter la quantité d’eau distillée juste nécessaire pour

la recouvrir, puis brasser jusqu’à formation d’une boue liquide.

5.2.7.2 Verser la boue sur un tamis de 0,4 mm ou de valeur d’ouverture la plus proche. Un tamis de

protection présentant une valeur d’ouverture plus grande peut être utilisé pour protéger le tamis de

0,4 mm. Laver le matériau retenu sur le tamis avec une quantité minimale d’eau distillée, jusqu’à ce que

l’eau qui s’égoutte du tamis de 0,4 mm ou de valeur d’ouverture la plus proche, soit visuellement claire.

Recueillir tous les matériaux passant à travers le tamis de 0,4 mm ou de valeur d’ouverture la plus proche.

5.2.7.3 Sécher à une température comprise entre 105 °C et 110 °C le matériau retenu sur le tamis de

0,4 mm ou de valeur d’ouverture la plus proche et sur tout tamis de protection utilisé et le peser à 0,1 %

de sa masse ou 0,01 g, la valeur la plus élevée étant retenue (m ).
5.2.7.4 Laisser décanter le produit du lavage et déverser l’eau claire.

5.2.7.5 La suspension restante peut être partiellement séchée dans un courant d’air chaud ou dans

une étuve à une température maximale de 50 °C, jusqu’à obtenir une pâte ferme. Éviter les assèchements

locaux de la pâte en surface ou sur les bords par des brassages répétés.

5.2.8 Triturer et malaxer complètement la prise d’essai de sol naturel, de sol émietté manuellement ou

de sol tamisé, de sorte à détruire la structure du sol. Ajouter ou retirer la juste quantité d’eau nécessaire

pour ajuster la consistance de la pâte remaniée qui en résulte afin de la ramener dans la gamme de

consistance nécessaire pour l’essai.

5.2.9 Il est recommandé d’effectuer le malaxage et le remaniement de la pâte manuellement au moyen

de spatules permettant de mélanger l’échantillon sur la plaque en verre, et il convient de le poursuivre

jusqu’à ce que la consistance de l’éprouvette cesse de se modifier. Cette opération peut nécessiter jusqu’à

40 minutes. Eviter l’introduction de bulles d’air dans l’éprouvette pendant le malaxage.

5.2.10 Si une quantité importante d’eau doit être ajoutée à l’éprouvette pour obtenir la consistance

désirée de la pâte, laisser l’éprouvette s’équilibrer avec l’eau pendant au moins 4 heures (bien veiller à ne

pas laisser l’échantillon sécher à l’air). Les sols très plastiques peuvent nécessiter une durée d’équilibre

allant jusqu’à 24 heures.

5.2.11 Si une quantité importante d’eau doit être éliminée de l’éprouvette pour obtenir la consistance

désirée de la pâte remoulée, étaler l’intégralité de l’éprouvette sur une plaque ou dans une coupelle

d’évaporation pour la laisser sécher lentement à l’air, ou la faire sécher dans un léger courant d’air chaud.

Tout assèchement local doit être évité en remélangeant le sol de manière répétée.

5.2.12 Il convient de déterminer la limite de liquidité dès que possible après remaniement de la pâte.

5.3 Détermination de la limite de liquidité par la méthode du cône tombant

5.3.1 Au moyen d’une spatule, placer dans un récipient propre et sec des quantités de pâte remaniée

et homogénéisée qui a été préparée, en prenant soin de ne pas emprisonner de bulles d’air. Araser

l’excédent de pâte à l’aide d’une règle à araser ou d’un couteau afin d’obtenir une surface lisse et plane.

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NOTE La limite de liquidité est influencée par l’inclusion de bulles d’air lors du malaxage ou lors du

remplissage du récipient avec la pâte, ou par un malaxage et une homogénéisation insuffisants de la pâte.

5.3.2 Bloquer le cône en position haute. Abaisser le support jusqu’à amener la pointe du cône juste

en contact de la surface de l’éprouvette. La position du cône est correcte lorsqu’un un léger mouvement

horizontal du récipient produit une très légère marque à la surface du sol par la pointe du cône.

5.3.3 Bloquer le cône dans cette position et remettre à zéro l’appareil de mesure de la pénétration ou

noter la position initiale de la tige du cône à 0,1 mm près.
5.3.4 Libérer le cône et le laisser s’enfoncer pe
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